Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Водозаборные и очистные сооружения

Оголовки канализационных выпусков


Оголовки канализационных выпусков

Производственные и коммунальные сточные воды, сбрасываемые в реки, озера, водохранилища и моря, существенно изменяют режим водной среды, нарушая жизнедеятельность ра» мстительных и животных организмов.

Загрязнение и самоочищение вод — это два взаимосвязанных процесса, возникающие в результате хозяйственной деятельности человека, а также вследствие естественного поступления загрязненных стоков в водотоки и водоемы. На эти процессы большое влияние оказывают режимы разбавления сточных вод, которые определяются конструктивными и технологическими особенностями их выпуска, в свою очередь зависящими от гидрометеорологических особенностей водоемов и водотоков.

На начальной стадии процесс разбавления во многом определяется конструктивными особенностями выпуска. Специальными исследованиями установлено, что разбавление протекает более интенсивно при рассеивающих выпусках, чем при сосредоточенных. На процесс разбавления оказывают существенное влияние: характер движения водных масс; причины, вызывающие эти движения, — сток, ветер, распределение температур и плотностей; морфометрические характеристики русла водотока или ложа водоема; степень проточности; состав и свойства среды.

Течение водотоков всегда носит турбулентный характер и определяется морфологическими особенностями берегов и ложа реки: изрезанность береговой линии, островами, перекатами, теснинами и порогами. Эффективность перемешивания вод зависит от воздействия этих факторов на динамику потока, приводящих к раздроблению установившейся структуры течения и образованию завихрений.

В водоемах (озерах, водохранилищах, морях) наблюдаются различного рода течения, образующиеся в результате воздействия нескольких факторов. Главными из них для наших глубоко врезающихся в сушу северных морей (Балтийского, Белого и др.), а также озер и водохранилищ являются ветровые течения, к которым в озерах добавляются и стоковые течения.

Для водотоков (рек, каналов) расчетный створ питьевого и культурно-бытового водопользования назначается в соответствии со СНиП 11-32-74 на расстоянии 1 км выше (по течению) существующего или перспективного пункта водопользования.

В озерах, водохранилищах и морях течения могут разносить смесь сточных вод и воды водоема в любом направлении. В озерах и водохранилищах установлено допускаемое расстояние, равное 1 км в любую сторону от пункта водопользования, а для морей — не более 300 м.

Рассмотрим наиболее характерные типы и конструкции канализационных выпусков. По месту расположения выпуски разделяют на береговые, русловые, глубинные и глубоководные.

Береговые выпуски служат только для сброса ливневых и условно чистых вод. Такие выпуски, как правило, оформляются в виде набережных или бетонных подпорных стенок с различным высотным уровнем выхода трубопровода.

Русловые выпуски представляют собой трубопровод, выводимый в русло реки и оканчивающийся одним или несколькими оголовками. Оголовки выпуска располагают в месте наиболее интенсивного течения реки, с выпускными отверстиями, устанавливаемыми вблизи середины глубины протока.

Глубинные выпуски устраиваются для сброса сточных вод в озеро, водохранилище или море на некотором расстоянии от

берега (обычно до глубины 10-15 м). При большей глубине выпуски называются глубоководными. Форма оголовка должна быть как можно более простой, размеры минимальными, но обеспечивающими устойчивость, соединение его с трубопроводами и гидроизоляция — долговечными. Оголовки по возможности рекомендуется располагать в зоне, где они не подвергаются ударам волн. Устройство подводного трубопровода требует особого внимания, так как он постоянно подвергается динамическому воздействию водоема, а в случае выпуска в море — еще и химическому воздействию морской воды.

Различные схемы конструкции оголовков выпусков показаны на рис. 1.

Круглые отверстия в теле трубы, в последнее время довольно широко применяемые за рубежом при строительстве выпусков, называются диффузорами и считаются наиболее рациональными. Недостатком такого оголовка является низкий коэффициент расхода вдоль трубопровода, что приводит к неравномерности распределения расходов и неравномерности разбавления сточных вод.

Щели в теле трубы — решение, подобное предыдущему, но ему присуще еще более неравномерное начальное разбавление.

Цилиндрический оголовок с отражателем применим в условиях, когда по причинам гидрологического характера трубопровод выпуска нельзя укладывать по дну. Отражатель на цилиндрическом оголовке создает коническую струю, полую внутри. Потери напора в таком оголовке выше, чем в предыдущих, конструкция его сложнее и дороже.



Рис. 1. Различные схемы конструкций оголовков выпусков
а — круглые отверстия в теле трубы; б  — щели в теле трубы; в - цилиндрический оголовок; г — цилиндрический оголовок с отражателем; д — цилиндрический оголовок с конфузором; е — оголовок с эжектирующей насадкой


Цилиндрический оголовок с конфузором является более совершенной конструкцией.

Оголовок с эжектирующей насадкой разработан и исследован Н. Н. Лаптевым и В. Ф. Цвиликовым. Конструктивно оголовок данного типа сложнее и дороже, что, однако, окупается высокой эффективностью разбавления сточных вод.

Диаметр трубопровода распределительной части выпуска должен иметь постоянное сечение. Применение телескопических трубопроводов приводит к очень неравномерному истечению сточных вод на отдельных участках и отражается на их разбавлении.

Диаметр выпускного отверстия устанавливается в зависимости от расчетного расхода, скорости истечения и числа патрубков. Наименьший диаметр выпускного отверстия следует принимать равным 100 мм. Главная задача проектирования заключается в подборе сечения трубопровода, обеспечивающего оптимальные условия равномерного распределения расходов и недопущение заиливания оголовков.

Примером интересного инженерного решения является устройство рассеивающего оголовка для выпуска очищенных сточных вод целлюлозно-бумажного комбината из пруда-аэратора в р. Вычегду. Рассеивающий выпуск выполнен из двух ниток стальных труб диаметром 2040 мм, протяженностью 779 м и рассеивающего оголовка из двух участков труб: диаметром 1420 мм, длиной 22,5 м и диаметром 1020 мм, длиной 16,5 м. На этих участках под углом 120° к направлению выпуска сточных вод в шахматном порядке приварены патрубки диаметром 200 мм на расстоянии 6,2 м друг от друга. Патрубки возвышались над поверхностью труб на 1,5 м. Для придания большей прочности и жесткости к трубам диаметром 2040 мм через 2 м по их наружному периметру приваривались ребра жесткости из швеллера № 16.

В Пярну для отвода сточных вод от головных сооружений канализации был предусмотрен проектом и выполнен в натуре 3-км морской трубопровод из полиэтиленовых труб диаметром 800 мм с рассеивающим оголовком из стальных труб диаметром 820X10 мм, длиной 533 м. К оголовку были приварены 12 патрубков диаметром 100 мм, 10 патрубков диаметром 150 мм и щитовой затвор диаметром 800 мм.

Для разработки подводной траншеи шириной по дну 2,7 м с откосами 1:2,5 применяли гидроэлеваторы и гидромониторы на глубинном участке и канатный скрепер на пойменном участке. Трубопровод укладывался на заранее подготовленное гравийное основание с последующей балластировкой, обеспечивающей коэффициент запаса 1,4.

Стальные и полиэтиленовые трубы сваривались в плети по 500 м на берегу на специально отсыпанной насыпи. Плети соединялись между собой металлическими надвижными муфтами и полумуфтами. Гидравлические испытания на плотность и прочность показали, что соединения выдерживают напор не Еыше 0,035 МПа. Несмотря на специальное укрепление этих соединений под водой цементно-песчаным раствором, выдержать испытательное давление не удалось. Как показывает этот опыт, полиэтиленовые трубы большого диаметра следует соединять путем сварки или на фланцах.



Похожие статьи:
Устранение фильтрации в бетонных колодцах

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Водозаборные и очистные сооружения

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум